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1、大位移水平井钻井技术难点及策略摘要：油气资源是我国社会经济发展过程中非常重要的能源。目前，我国很 多油气田的开采都已经到了后期开发阶段，石油开采量很低，开采难度较大，开 采效率不高，从而影响石油开采水平的提高。大位移水平井钻井技术是推动石油 产量提升的重要方式或者途径，其对我国油气资源的开采非常有利。在应用大位 移水平井钻井技术时，影响其钻井效果的因素有很多，且在该技术应用过程中也 会遇到很多的难点或者问题，加强对大位移水平井钻井技术难点的分析与策略的 创新，对促进我国原油行业的快速发展非常有利。基于此，本篇文章对大位移水 平井钻井技术难点及策略进行研究，以供参考。关键词：大位移水平井；钻井技
2、术；难点；策略引言在大位移水平井钻井工作开展过程中容易出现很多技术难点或者问题，如井 眼轨迹的控制难度较高、钻具的断裂程度较高、井下安全事故、坍塌事故等的频 发，这些都是大位移水平井在钻井工作中遇到的实际技术难题。为了能够解决这 些技术问题，从控制井眼轨迹、强化钻井泥浆质量、优化钻具摩阻扭矩大等问题 促进大位移水平井钻井水平与效率的更好提高。1大位移水平井钻井介绍大位移水平井钻施工难度大，在轨迹控制、井眼清洁、降摩减阻、单控储量 大、泄油面积广及生产差压小等特点，已成为油气田高收收率和经济效益重要支 柱，如今水平井钻井技术已日臻完善，但在水平井钻井方面仍存在技术难点，需 要开展技术攻关研究。2
3、大位移水平井钻井技术难1）坍塌率较高。应用大位移水平井钻井技术来进行钻井作业时，必须在地 层中开展定向造斜作业，而这种作业容易破坏地层的土壤结构，进而诱发坍塌问 题或者事故。我国很多油气资源开采区块的土壤都比较疏松，在疏松区块的坍塌 率较高。坍塌的范围较小会直接影响钻井作业效率，如果坍塌的范围较大，那么 可能会直接诱发安全事故，导致钻井作业无法正常开展与进行。2）频发的井下 事故。岩屑床在大位移水平井钻井作业中的作用与影响很大，其会影响钻速，使 钻速降低。与此同时，如果钻具的扭矩加大，会存在钻具断裂的可能性，也容易 诱发钻井安全事故，增加钻井、完井作业的难度，影响钻井作业工作的更好、更 持续开
4、展。3）井眼轨道设计难度大，优选造斜点、消偏井斜角、方位角，防止 井眼轨迹出现拐点或勺子形井眼，造成摩阻、扭矩增大，钻井施工困难。4）井 眼轨迹控制难度大。在大井斜条件下，井眼轨迹方位调整幅度大、地质条件复杂， 实钻过程中井眼轨迹调整多、调整幅度大，井眼轨迹控制难度大。3 策略3.1 井眼净化降摩减阻技术1）大段泥岩井段使用KC1+聚合物钻井液体系，以抑制泥岩水化分散保持钻 进期间般土含量和黏度的稳定性，维持合适的泥饼厚度确保失水符合设计又不至 于缩颈。2）使用井筒清洁服务（CFM）定量描述岩屑返出情况刻画井筒清洁程度, 能帮助调整钻时，对排量、转速、立柱划眼次数等进行优化，确定井底清洁程度
5、以决定起下钻时机。 3）由于水平井井身结构特点，钻屑在井筒内部分布不均匀， 如若定向轨迹不平滑，再加上裸眼段长、钻屑返出困难，易形成岩屑床。通过使 用专用井壁修整工具，破坏岩屑床，避免出新眼。3.2 钻头优选及提速提效技术3.2.1 个性化钻头设计采用6刀翼、13.0mm复合片孕镶切削齿设计，增加钻头抗研磨性，提高钻 头单趟钻的有效进尺；调小切削齿的后倾角，增强钻头对地层的吃入能力；整体 刀翼采用弧形设计，便于优化水力参数。3.2.2 井眼清洁技术在所实施水平井中，从二开造斜开始，每钻进 150200m 进行一次短起下， 破坏岩屑床，确保井壁清洁、井眼顺畅。但随着井眼延伸及井斜角增大，仅依靠
6、高排量无法将岩屑完全带出，需要在钻具组合中添加井眼清洁器。井眼清洁器的 特点是直接安装在钻杆上，成为钻柱的一部分，随钻柱旋转。在旋转钻进中，井 眼清洁器的“清洁段”槽道勺形结构可以起到搅动和破坏岩屑床的作用，通过改 善大斜度井、大位移井、水平井井眼底边区域钻井液的流场特性，将岩屑“抛向” 高边环空，被钻井液带走，从而减少或消除岩屑堆积形成的岩屑床。理论计算认 为，保证井眼不产生岩屑床的最小排量为33L/s、转盘转速60r/min。在使用井 眼清洁器的条件下，建议尽量维持较高排量和转速，以保障返屑顺利。3.3.3 提速提效技术为了克服水平井摩阻扭矩大、托压严重的问题，需要在水平稳斜段增加水力 振
7、荡器。水力振荡器在水力作用下可产生轴向振动，从而减小钻柱与井眼之间的 摩阻，提高钻进中钻压传递的有效性。在定向钻进中改善钻压的传递情况，从而 有效解决钻头加压难题，增加水平井的延伸长度，提高钻井效率。3.3 井眼轨道设计优化1）造斜点优化。对于大偏移距三维水平井，造斜点越高，斜井段越长，地 面扭矩越大，摩阻越小；造斜点越低，起下钻摩阻越大，扭矩越小。主要考虑大 平台施工的特点，将根据设备能力、邻井防碰绕障设计出的造斜点，优化为出套 管30.0050.00m造斜。2）靶前距优化。入窗垂深2000.00m左右的大偏移距三 维水平井，有效靶前距越长，井深越大，摩阻、扭矩越大。有效靶前距短，增斜 率不
8、能满足需要时，需要负位移施工以增加有效靶前距，这样也会导致摩阻、扭 矩增大。通过钻具受力分析可知，有效靶前距为400.00550.00m时，下钻及滑 动钻进都不产生屈曲，比较适合井眼轨迹控制。3）消偏方位角优选。当钻具造 斜率不能满足有效靶前距需要的造斜率时，延长有效靶前距消偏（靶体方位与消 偏方位的夹角大于 90，负位移消偏）；当钻具造斜率能满足有效靶前距需要的 造斜率时，消耗有效靶前距消偏（靶体方位与消偏方位的夹角小于 90消偏）； 当钻具造斜率稍大于有效靶前距造斜要求时，90（靶体方位与消偏方位的夹角 等于 90）消偏时有效靶前距不变。并根据具体单井情况，用三维水平井设计软件优选出最小摩
9、阻、扭矩对应的最佳消偏方位角。4)消偏井斜角优选。根据设计的偏移距优选合理的消偏井斜角。消偏井斜角越小，钻井中的摩阻、扭矩越小 越有利于水平段延伸。进行井眼轨道设计时，根据具体情况，利用水平井计算软 件选择最小的消偏井斜角。3.4 调整钻井液性能下完套管后，在钻井液中加入处理剂，逐步降低钻井液粘度和切力，提高顶 替效率。结束语综上所述，得出以下结论：(1)水平井和大位移井固井存在技术难点，影 响固井质量合格率。( 2)开展技术对策研究，包括净化井眼、调整钻井液性能、 计算下套管摩阻、软件模拟固井参数、优化设计固井前置液、优选水泥浆体系等 同时对套管居中技术、套管漂浮顶替技术以及水平井筛管顶部不
10、钻塞注水泥技术 进行攻关研究，指水平井固井工艺技术优化(3)本文在水平井和大位移井固井 技术方面取得的成果，可为同行供借鉴经验。参考文献1 黄朋长水平段水平井钻井技术分析及发展建议J.化工管 理,2019(29):224.2 林四元，张杰，韩成，胡杰，田宗强，郑浩鹏.东方气田浅部储层大位移水平井钻井关键技术J.石油钻探技术,2019,47(05):17-21.3 范钦明.延长浅层石油大位移水平井施工技术浅析J.价值工 程，2019，38(26):185-186.4 闵锐.浅层大位移水平井钻井关键技术及应用J.石化技 术，2019，26(05):282-283.5 李伟峰，于小龙.延长东部超浅层大位移水平井钻井技术难点与对策J. 非常规油气，2018，4(01):100-103+83.
